सीवीडी सिलिकॉन कार्बाइड कोटिंग
1. वहाँ क्यों है?सिलिकॉन कार्बाइड कोटिंग
एपिटैक्सियल परत एक विशिष्ट एकल क्रिस्टल पतली फिल्म है जो एपिटैक्सियल प्रक्रिया के माध्यम से वेफर के आधार पर विकसित होती है। सब्सट्रेट वेफर और एपिटैक्सियल पतली फिल्म को सामूहिक रूप से एपिटैक्सियल वेफर्स कहा जाता है। उनमें से,सिलिकॉन कार्बाइड एपिटैक्सियलपरत को सिलिकॉन कार्बाइड सजातीय एपिटैक्सियल वेफर प्राप्त करने के लिए प्रवाहकीय सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट पर उगाया जाता है, जिसे आगे शॉट्की डायोड, एमओएसएफईटी और आईजीबीटी जैसे बिजली उपकरणों में बनाया जा सकता है। उनमें से, सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला 4H-SiC सब्सट्रेट है।
चूंकि सभी उपकरण मूल रूप से एपिटेक्सी पर निर्मित होते हैं, इसलिए इसकी गुणवत्ताएपिटैक्सीडिवाइस के प्रदर्शन पर बहुत प्रभाव पड़ता है, लेकिन एपिटेक्सी की गुणवत्ता क्रिस्टल और सबस्ट्रेट्स के प्रसंस्करण से प्रभावित होती है। यह किसी उद्योग की मध्य कड़ी में है और उद्योग के विकास में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
सिलिकॉन कार्बाइड एपिटैक्सियल परतें तैयार करने की मुख्य विधियाँ हैं: वाष्पीकरण वृद्धि विधि; तरल चरण एपिटैक्सी (एलपीई); आण्विक बीम एपिटैक्सी (एमबीई); रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी)।
उनमें से, रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी) सबसे लोकप्रिय 4H-SiC होमोएपिटैक्सियल विधि है। 4-H-SiC-CVD एपिटैक्सी आम तौर पर CVD उपकरण का उपयोग करता है, जो उच्च विकास तापमान स्थितियों के तहत एपिटैक्सियल परत 4H क्रिस्टल SiC की निरंतरता सुनिश्चित कर सकता है।
सीवीडी उपकरण में, सब्सट्रेट को सीधे धातु पर नहीं रखा जा सकता है या केवल एपिटैक्सियल जमाव के लिए आधार पर नहीं रखा जा सकता है, क्योंकि इसमें गैस प्रवाह दिशा (क्षैतिज, ऊर्ध्वाधर), तापमान, दबाव, निर्धारण और गिरने वाले प्रदूषक जैसे विभिन्न कारक शामिल होते हैं। इसलिए, एक आधार की आवश्यकता होती है, और फिर सब्सट्रेट को डिस्क पर रखा जाता है, और फिर सीवीडी तकनीक का उपयोग करके सब्सट्रेट पर एपिटैक्सियल जमाव किया जाता है। यह आधार SiC लेपित ग्रेफाइट आधार है।
मुख्य घटक के रूप में, ग्रेफाइट बेस में उच्च विशिष्ट शक्ति और विशिष्ट मापांक, अच्छे थर्मल शॉक प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध की विशेषताएं होती हैं, लेकिन उत्पादन प्रक्रिया के दौरान, संक्षारक गैसों और धातु कार्बनिक के अवशेषों के कारण ग्रेफाइट का क्षरण और पाउडर हो जाएगा। पदार्थ, और ग्रेफाइट बेस का सेवा जीवन बहुत कम हो जाएगा।
वहीं, गिरा हुआ ग्रेफाइट पाउडर चिप को प्रदूषित कर देगा। सिलिकॉन कार्बाइड एपिटैक्सियल वेफर्स की उत्पादन प्रक्रिया में, ग्रेफाइट सामग्री के उपयोग के लिए लोगों की बढ़ती कठोर आवश्यकताओं को पूरा करना मुश्किल है, जो इसके विकास और व्यावहारिक अनुप्रयोग को गंभीर रूप से प्रतिबंधित करता है। इसलिए, कोटिंग तकनीक का विकास शुरू हुआ।
2. के फायदेSiC कोटिंग
कोटिंग के भौतिक और रासायनिक गुणों में उच्च तापमान प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध की सख्त आवश्यकताएं होती हैं, जो सीधे उत्पाद की उपज और जीवन को प्रभावित करती हैं। SiC सामग्री में उच्च शक्ति, उच्च कठोरता, कम तापीय विस्तार गुणांक और अच्छी तापीय चालकता होती है। यह एक महत्वपूर्ण उच्च तापमान संरचनात्मक सामग्री और उच्च तापमान अर्धचालक सामग्री है। इसे ग्रेफाइट बेस पर लगाया जाता है। इसके फायदे हैं:
-SiC संक्षारण प्रतिरोधी है और ग्रेफाइट बेस को पूरी तरह से लपेट सकता है, और संक्षारक गैस से होने वाले नुकसान से बचने के लिए इसमें अच्छा घनत्व है।
-SiC में उच्च तापीय चालकता और ग्रेफाइट बेस के साथ उच्च संबंध शक्ति है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि कई उच्च तापमान और निम्न तापमान चक्रों के बाद कोटिंग गिरना आसान नहीं है।
-उच्च तापमान और संक्षारक वातावरण में कोटिंग को विफल होने से बचाने के लिए SiC में अच्छी रासायनिक स्थिरता होती है।
इसके अलावा, विभिन्न सामग्रियों की एपिटैक्सियल भट्टियों को विभिन्न प्रदर्शन संकेतकों के साथ ग्रेफाइट ट्रे की आवश्यकता होती है। ग्रेफाइट सामग्री के थर्मल विस्तार गुणांक मिलान के लिए एपिटैक्सियल भट्ठी के विकास तापमान को अनुकूलित करने की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन कार्बाइड एपिटैक्सियल ग्रोथ का तापमान अधिक है, और उच्च तापीय विस्तार गुणांक मिलान वाली ट्रे की आवश्यकता होती है। SiC का थर्मल विस्तार गुणांक ग्रेफाइट के बहुत करीब है, जो इसे ग्रेफाइट बेस की सतह कोटिंग के लिए पसंदीदा सामग्री के रूप में उपयुक्त बनाता है।
SiC सामग्रियों में विभिन्न प्रकार के क्रिस्टल रूप होते हैं, और सबसे आम 3C, 4H और 6H हैं। SiC के विभिन्न क्रिस्टल रूपों के अलग-अलग उपयोग हैं। उदाहरण के लिए, 4H-SiC का उपयोग उच्च-शक्ति उपकरणों के निर्माण के लिए किया जा सकता है; 6H-SiC सबसे स्थिर है और इसका उपयोग ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के निर्माण के लिए किया जा सकता है; 3C-SiC का उपयोग GaN एपीटैक्सियल परतों के उत्पादन और GaN के समान संरचना के कारण SiC-GaN RF उपकरणों के निर्माण के लिए किया जा सकता है। 3C-SiC को आमतौर पर β-SiC भी कहा जाता है। β-SiC का एक महत्वपूर्ण उपयोग पतली फिल्म और कोटिंग सामग्री के रूप में है। इसलिए, β-SiC वर्तमान में कोटिंग के लिए मुख्य सामग्री है।
SiC कोटिंग्स का उपयोग आमतौर पर अर्धचालक उत्पादन में किया जाता है। इनका उपयोग मुख्य रूप से सब्सट्रेट्स, एपिटैक्सी, ऑक्सीकरण प्रसार, नक़्क़ाशी और आयन आरोपण में किया जाता है। कोटिंग के भौतिक और रासायनिक गुणों में उच्च तापमान प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध पर सख्त आवश्यकताएं होती हैं, जो सीधे उत्पाद की उपज और जीवन को प्रभावित करती हैं। इसलिए, SiC कोटिंग की तैयारी महत्वपूर्ण है।
पोस्ट समय: जून-24-2024